Tính toán thiết kế hệ truyền động T-Đ

[tinhban_tinhyeu_tinhnaydanhchoem]

Download miễn phí Tính toán thiết kế hệ truyền động T-Đ

Chươơng II.
Bộ biến đổi chỉnh lơưu tiristor
Các bộ biến đổi điện áp và dòng điện
Trong các ngành công nghiệp thiết bị máy móc sử dụng năng lượng điện dưới những dạng khác nhau. Trong khuôn khổ bản đồ án này chỉ chình bày các kỹ thuật biến đổi các dạng điện năng. Biến năng lượng điện xoay chiều công nghiệp hay của máy phát điện xoay chiều sẵn có thành những năng lượng điện một chiều muốn có bằng phương pháp chỉnh lưu.
Dạng biến đổi này được dùng rộng rãi nhất trong các dạng biến đổi năng lượng điện
Ngoài ra trong thực tế người ta còn sử dụng các quá trình biến đổi năng lượng điện khác như.
- Kỹ thuật nghịch lưu.
- Kỹ thuật biến tần.
Trong các hệ truyển động 1 chiều. Nguồn cung cấp thơường là các bộ biến đồi (BBĐ) chỉnh lưu điều khiển. Việc chọn được BBĐ phù hợp với yêu cầu của công nghệ và tối ơưu về kinh tế là một việc quan trọng. Vì vậy trong chương này ta sẽ phân tích về chỉnh lơưu Tiristor để chọn lựa được sơ đồ phù hợp và thiết kế mạch điều khiển nó.
I./ Khái niệm chung.
Bộ chỉnh lưu liên hệ nguồn xoay chiều với tải một chiều, nghĩa là đổi điện áp xoay chiều của nguồn thành điện áp một chiều trên phụ tải.
Điện áp một chiều trên tải không được lý tưởng như điện áp của ắc quy mà có chứa các thành phần xoay chiều cùng với một chiều.
Đầu ra của các sơ đồ chỉnh lưu được cọi là một chiều nhưng thực sự là điện áp đập mạch. Trị số điện áp một chiều, hiệu áp suất ảnh hưởng của chúng do nguồn xoay chiều rất khác nhau.
Bộ biến đổi Tiristor với chuyển mạch tự nhiên và có điện áp (dòng điện) ra là 1 chiều là các thiết bị biến nguồn điện xoay chiều 3 pha thành điện áp 1 chiều điều khiển được.
Hoạt động của mạch do nguồn điện xoay chiều quyết định vì nhờ đó mà có thể thực hiện được chuyển mạch dòng điện giữa các phần tử lực.
Việc phân loại chỉnh lưu phụ thuộc nhiều yếu tố:
Các bộ chỉnh lưu được chia làm hai loại: chỉnh lưu nửa chu kỳ còn gọi là chỉnh lưu nửa sóng; chỉnh lưu hai nửa chu kỳ còn gọi là chỉnh lưu toàn sóng
- Theo kiểu van sử dụng có: Chỉnh lơưu không điều khiển, chỉnh lơưu có điều khiển, chỉnh lươu bán điều khiển.
- Theo sơ đồ đấu có: Sơ đồ hình tia là khi chỉ có một nhóm van đấu chung (Anốt) Katốt; Sơ đồ hình cầu là khi dùng kết hợp cả hai nhóm trên.
- Theo số pha nguồn có: Sơ đồ 1 pha, sơ đồ 3 pha, sơ đồ 6 pha, . m pha.
- Như vậy sơ đồ cầu sẽ có số van bằng 2 lần số van của sơ đồ hình tia khi có cùng số pha nguồn.
Dạng được áp dụng ra tải sẽ được xác định nhờ luật mở van đối với các nhóm anốt (Katốt) chung. Đối với chỉnh lưu điều khiển vì dùng van Tiristor cho nên phải căn cứ vào góc mở X và tính chất của tải. Nhìn chung dạng điện áp ra tải là nhấp nhô không bằng phẳng. Độ đập mạch sẽ nhỏ đi khi số lần đập mạch tăng. Nếu gọi số lần đập mạch trong một chu kỳ điện áp nguồn là P và số pha của nguồn cấp là m ta có nhận xét:
- Sơ đồ tia có: P = m.
- Sơ đồ cầu có: P = 2m.
- Dùng sơ đồ cầu 2 pha có P = m vì điện áp tổng cộng 2 pha là hình sin cùng tần số.
Nhươ vậy để nhận đơược dạng điện áp ra tải có tốc độ đập mạch thấp thì sơ đồ chỉnh lưu 3 pha là tốt hơn.
- Sử dụng điện áp 3fa rất thuận tiện vì có công suất ra tải lớn.
- Dạng điện áp và dùng điện ra tải ít đập mạch, do đó vấn đề lọc sẽ đơn giản, rẻ tiền
Tuy nhiên mỗi sơ đồ đều có các ơưu nhơược điểm riêng. Để chọn được sơ đồ chỉnh lươu thích hợp ta xem xét từng loại sơ đồ chỉnh lươu.
II./ Các bộ chỉnh lươu dùng trong hệ T - Đ.
1. Chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳ

http://s1.luanvan.co/qYjQuXJz1boKCeiU9qAb3in9SJBEGxos/swf/2013/07/11/tinh_toan_thiet_ke_he_truyen_dong_td.CO3PQa2Wbz.swf luanvanco /luan-van/de-tai-ung-dung-tren-liketly-32374/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

×nh II – 1: ChØnh l­u mét pha hai nöa chu kú
U1
U2
Uy
Ux
UL
a
a
Umax
§iÖn ¸p trªn cña t¶i so víi ®iÓm trung b×nh
§iÖn ¸p d­íi cña t¶i so víi ®iÓm trung b×nh
C¸c xung m«i trªn cùc ®iÒu khiÓn
§iÖn ¸p t¶i
Vtb
q = wt
Dßng ®iÖn t¶i
Dßng ®iÖn qua c¸c tirista
Dßng ®iÖn nguån
Vmax = §Ønh ®iÖn ¸p thuËn
Ux
0
Vmax = §Ønh ®iÖn ¸p ng­îc
0
0
0
0
0
0
0
t
t
t
t
t
t
t
H×nh 1I-1: S¬ ®å chØnh l­u cÇu 1 pha cã ®iÒu khiÓn vµ c¸c d¹ng sãng
Bé chØnh l­u ®iÒu khiÓn biÓu diÔn trªn h×nh II-4 dïng toµn tiristor. Tr­íc lóc måi c¸c tiristor ch­a dÉn ®iÖn vµ ®Ó cã ®­îc dßng ®iÖn trªn t¶i cÇn më ®ång thêi tiristor I1 vµ T2, t­¬ng tù sÏ më ®ång thêi tiristor T3 vµ T4 ë nöa chu kú sau. Ph¶i dïng mét m¹ch måi ®ång thêi cho tiristor T1 vµ T2. M¸y biÕn ¸p xung cã hai ®Çu ra c¸ch ly, v× catèt cña c¸c tiristor cã ®iÖn thÕ kh¸c nhau trong m¹ch c«ng suÊt. §iÖn ¸p t¶i còng gièng nh­ ®iÖn ¸p m« t¶ ë bé chØnh l­u hai nöa chu kú, trÞ sè trung b×nh lµ:
trõ ®i hai ®iÖn ¸p r¬i trªn tiristor.
Ph­¬ng tr×nh trªn kh«ng dïng ®­îc nÕu dßng ®iÖn t¶i lµ kh«ng liªn tôc
M¹ch míi
Cùc ®iÒu khiÓn ®Ìn tiristor 1
Catèt
Cùc ®iÒu khiÓn ®Ìn tiristor
Catèt
H×nh 11-2: S¬ ®å nèi ®Çu ra cña m¹ch ®iÒu khiÓn
2- S¬ ®å chØnh l­u tia 3 pha.
R E L
Va T1 G1
Vb T2 G2
Vc T3 G3
Id
Id
Id
IT3
IT2
IT1
Ud
q
a
q
q
q
q
0
0
0
0
0
§èi víi s¬ ®å tia 3 pha: Gi¸ trÞ trung b×nh ®iÖn ¸p t¶i:
Ud =
dßng trung b×nh qua van: Iv = Id/3, sè lÇn ®Ëp m¹ch cña ®iÖn ¸p chØnh l­u :
P = 3; c«ng suÊt m¸y biÕn ¸p: Sba = 1,34Pd.
2-Bé chØnh l­u cÇu 3 pha :
ë m¹ch nµy ng­êi thiÕt kÕ sö dông bé chØnh l­u cÇu 3 pha cã ®iÒu khiÓn ®­îc m¾c theo s¬ ®å cÇu 3 pha ®èi xøng ®­îc biÓu diÔn ë (h×nh III-3) bao gåm 6 thyristor ®­îc chia thµnh 2 nhãm.
+ Nhãm an«t chung gåm T2, T4, T6.
+ Nhãm cat«t chung gåm T1, T3, T5.
T1 T3 T5
T4 T6 T2
ea
eb
ec
L
R
ea
α
π/6
α
α
α
α
α
eb
ec
ea
α
5π/6
9π/6
13π/6
0
U0
ωt
(H×nh II-3) : S¬ ®å chØnh l­u cÇu 3 pha vµ d¹ng ®iÖn ¸p ra trªn t¶i
Nguyªn lý lµm viÖc cña s¬ ®å cÇu nh­ sau :
ë kho¶ng p/6 ; p/3 c¸c søc ®iÖn ®éng ea > eb > ec ®iÖn thÕ t¹i c¸c ®iÓm UA > UC > UB.
+ Víi nhãm Kt«t chung th× cã ®iÖn thÕ d­¬ng cao nhÊt nªn khi cã xung ®iÒu khiÓn víi sãc më a th× T1 sÏ më ( th«ng ).Khi T1 më th× T3 vµ T5 bÞ kho¸ do bÞ ph©n cùc ng­îc.
+ VÒ nhãm an«t chung T6 cã ®iÖn thÕ ©m nhÊt nªn khi cã xung ®iÒu khiÓn víi gãc më a => T6 sÏ më => T6 dÉn lµm cho T2 vµ T4 kho¸ v× ph©n cùc ng­îc.
=> ë kho¶ng p/6 ¸ p/3 th× T1 vµ T6 dÉn dßng
Nguån à T1 à phô t¶i à T6 à Nguån
ë kho¶ng 3p/6 ¸ 5p/6 th× c¸c søc ®iÖn ®éng Ca > Cb >Cc.
-Víi nhãm Ktèt chung T1 vÉn cã thÓ d­¬ng cao nhÊt nªn vÉn dÉn cßn T3 vµ T5 bÞ ph©n cùc ng­îc nªn vÉn bÞ kho¸.
-Víi nhãm An«t chung T2 cã thÓ Kt«t ©m thÊp nhÊt nªn khi cã xung ®iÒu khiÓn T2 sÏ dÉn, T4 vµ T6 do ph©n cùc ng­îc nªn bÞ kho¸ l¹i => dßng ®iÖn sÏ dÉn tõ nguån ®Õn t¶i qua T1 vµ T2.
Kho¶ng 5p/6 ¸ 7p/6 lóc nµy eb > ea > ec
-Víi nhãm Kt«t chung T3 cã thÓ An«t d­¬ng cao nhÊt nªn khi cã xung ®iÒu khiÓn th× T3 sÏ bÞ dÉn. Khi T3 dÉn lµm cho T1 ®ang dÉn bÞ kho¸ l¹i .
-Víi nhãm anèt chung à T2 vÉn cã thÓ Kt«t ©m nhÊt nªn vÉn dÉn dßng, cßn T4 vµ T6 bÞ kho¸ l¹i do ph©n cùc ng­îc.
Dßng ®iÖn phô t¶i ®­îc dÉn tõ nguån ®Õn t¶i qua T3 vµ T2 xÐt t­¬ng tù nh­ trªn trong c¸c kho¶ng (7p/6 ¸ 9p/6)( 9p/6 ¸ 11p/6)…ta cã ®­îc b¶n kÕt qu¶ toµn bé qu¸ tr×nh lµm viÖc cña m¹ch chØnh l­u cÇu 3 pha ®èi xøng nh­ sau :
Kho¶ng
Thyristor ®­îc më
C¸c thy dÉn
ChiÒu dßng ®iÖn
§iÖn ¸p phô t¶i
p/6 ¸3p/6
T1
T1 vµ T6
A à t¶i à B
ea - eb
3p/6 ¸ 5p/6
T2
T1 vµ T6
A à t¶i à C
ea - ec
5p/6 ¸ 7p/6
T3
T3 vµ T2
B à t¶i à C
eb - ec
7p/6 ¸ 9p/6
T4
T3 vµ T4
B àt ¶i à A
eb - ea
9p/6 ¸ 11p/6
T5
T5 vµ T4
C à t¶i à A
ec - ea
11p/6 ¸13p/6
T6
T6 vµ T6
C à t¶i à B
ec - eb
Gi¸ trÞ c¸c biÓu thøc :
Gi¸ trÞ tøc thêi ®iÖn ¸p trªn phô t¶i : U0=VP -VN
Gi¸ trÞ trung b×nh cña ®iÖn ¸p chØnh l­u
HoÆc U0 = Ud1-Ud2 trong ®ã
Ud1 = gi¸ trÞ trung b×nh cña Ud1 do nhãm Ktèt chung t¹o nªn
Ud2 = gi¸ trÞ trung b×nh cña Ud2 do nhãm Anèt chung t¹o nªn
§iÖn ¸p ng­îc ®Æt nªn mçi thyristor cã gi¸ trÞ cùc ®¹i lµ :
Ung­îcmax = √6E2 = 2,45E2
+ XÐt tr­êng hîp trïng dÉn ta cã s¬ ®å vµ d¹ng ®iÖn ¸p ra trªn t¶i nh­ h×nh vÏ III
T1 T3 T5
T4 T6 T2
ea
eb
ec
L
R
1
Uo
3
5
1
6
2
4
6
µ
α
ωt
2π
ea
eb
ec
ea
Th4
Th1
Th4
Th1
Th6
Th3
Th6
Th5
Th2
Th5
H×nhII-4
+ ChØnh l­u cÇu 3 pha khi cã hiÖn t­îng d©y dÉn.
+ D©y ®iÖn ¸p ng­îc ®Æt lªn T1.
Trong thêi gian xÈy ra hiÖn t­îng trïng dÉn ®iÖn ¸p trªn phô t¶i bÞ gi¶m nªn ®iÖn ¸p chØnh l­u trung b×nh nhá h¬n so víi tr­êng hîp c¶m kh¸ng nguån b»ng kh«ng.
Lng = 0
§iÖn ¸p trung b×nh U’0 =
§iÖn ¸p ng¾n m¹ch Uc = Ub-Ua =
Dong ®iÖn ng¾n m¹ch IC =
S¬ ®å chØnh l­u 6 pha dïng cuén kh¸ng c©n b»ng.
§èi víi s¬ ®å 6 pha dïng cuén kh¸ng c©n b»ng:
- §iÖn ¸p chØnh l­u trªn t¶i:
Ud =
- Dßng ®iÖn trung b×nh qua van Iv = Id/6.
- Sè lÇn ®Ëp m¹ch cña ®iÖn ¸p chØnh l­u P = 6.
- C«ng suÊt m¸y biÕn ¸p: P = 1,26Pd.
NhËn xÐt:
§èi víi c¶ 2 s¬ ®å ®Òu cã sè lÇn ®Ëp m¹ch cña ®iÖn ¸p chØnh l­u nh­ nhau. Song c«ng suÊt m¸y biÕn ¸p dïng víi s¬ ®å chØnh l­u cÇn cã c«ng suÊt nhá h¬n m¸y biÕn ¸p dïng víi s¬ ®å 6 pha.
- Dßng ®iÖn trung b×nh qua van ®èi víi s¬ ®å cÇu: Id/3 cßn ®èi víi s¬ ®å 6 pha lµ Id/6. Do ®ã khi lµm viÖc kh¶ n¨ng qu¸ t¶i dïng ®èi víi van cña s¬ ®å 6 pha lµ cao h¬n. Nªn kh«ng ®¶m b¶o khi lµm viÖc.
KÕt luËn: Dïng s¬ ®å cÇu 3 pha ®Ó ®iÒu khiÓn thay ®æi gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ra Ud b»ng c¸ch thay ®æi ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn Udk dïng trong hÖ thèng truyÒn ®éng T - § lµ kinh tÕ vµ ®¶m b¶o ®­îc ®é chÝnh x¸c, an toµn khi lµm viÖc.
III. M¹ch ®iÒu khiÓn më Tiristor.
M¹ch diÒu khiÓn lµ phÇn m¹ch quan träng nhÊt cña chØnh l­u ®iÒu khiÓn t¹i ®ã c¸c xung më van ®­îc ph¸t ra theo mét trËt tù ®· ®Þnh. Quy l­uËt ho¹t ®éng cña m¹ch ®iÒu khiÓn ®­îc x¸c ®Þnh bëi lo¹i chØnh l­u (®¶o chiÒu, kh«ng d¶o chiÒu,...) vµ bëi c¸c ®Æc tÝnh phô t¶i.
Th­êng cã 02 ph­¬ng ph¸p xung më Tiristor:
- Ph­¬ng ph¸p ®ång bé víi l­íi.
- Ph­¬ng ph¸p kh«ng ®ång bé víi l­íi.
Trong ®ã ph­¬ng ph¸p kh«ng ®ång bé th­êng chØ ®­îc dïng trong m¹ch ph¶n håi kÝn. C¸c xung ®iÒu khiÓn cã thÓ ®­îc ph¸t tiÕng cho tõng pha ta ®­îc hÖ thèng nhiÒu kªnh. HoÆc c¸c xung ph¸t ra b»ng c¸ch lµm trÔ mét xung c¬ b¶n duy nhÊt ta cã hÖ thèng mét kªnh.
Trong thùc tÕ truyÒn ®éng ®iÖn hay dïng nhÊt lµ c¸c hÖ thèng nhiÒu kªnh ®ång bé. Trong ®ã viÖc ®ång bé ®­îc thùc hiÖn nhê viÖc ®ång bé ho¸ ®iÖn ¸p tùa víi ®iÖn ¸p l­íi. §iÖn ¸p tùa th­êng cã d¹ng r¨ng c­a quÐt ng­îc hoÆc h×nh sin.
1 - Chøc n¨ng hÖ thèng ®iÒu khiÓn.
Chøc n¨ng cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn lµ t¹o ra c¸c xung ®ñ ®Ó më c¸c Tiristor. Muèn vËy c¸c xung ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu sau:
- C¸c xung ph¸t ra ph¶i cã c«ng suÊt ®ñ lín.
- C¸c xung ph¸t ra ph¶i cã ®ñ ®é réng vµ h×nh d¸ng phï hîp.
- C¸c xung ph¶i ®­îc ®­a ®Õn cùc ®iÒu khiÓn cña c¸c van theo mét tr×nh tù nhÊt ®Þnh vµ c¸c xung ph¶i cã ®é dèc sên tr­íc ®Ó ®¶m b¶o më thanh chÝnh x¸c. Vµ mét ®Æc ®iÓm hÕt søc quan träng lµ cã thÓ thay ®æi ®­îc thêi ®iÓm ®­a xung ®Õn ®Ó më c¸c Tiristor hay cßn gäi lµ thay ®æi gãc a.
Trong viÖc ®iÒu khiÓn thiÕt bÞ chØnh l­u th× viÖc t¹o thêi ®iÓm cho xung më thyristor lµ mét kh©u quan träng. Thyristor th­êng ®­îc më theo hai nguyªn t¾c.
+Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn th¼ng ®øng tuyÕn tÝnh
+Nguyªn t¾c th¼nh ®øng ARCCOS
A-Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn th¼ng ®øng (ARCCOS)
Theo nguyªn t¾c nµy ng­êi ta dïng hai ®iÖn ¸p
- §iÖn ¸p ®ång bé Ur v­ît t...